碳化硅吸波性能改性的研究

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碳化硅具有化学性质稳定、耐高温、耐化学腐蚀、强度高、导热系数高、热膨胀系数小的特点,不仅仅被广泛应用在功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料等民用领域,还应用于航空航天领域,用作发动机的热端部件。但是,有机先驱体转化法制备的SiC陶瓷电阻率高,对电磁波吸收效率不高。然而,对SiC进行电磁性能改性是该材料具有雷达隐身性能的基础。因此将铁、钴和碳等引入到碳化硅中,提高其介电损耗和磁损耗,进而提高其吸波性能,对发展功能化SiC陶瓷具有重要的意义。  本文选取易石墨化、碳化产率高且价格便宜中间相沥青作为碳源,利用稳定性高、粒径小且分布均匀的铁溶胶和钴溶胶作为铁源和钴源,初步探索了提高碳化硅吸波性能的方法。第一、在聚碳硅烷中添加中间相沥青和铁溶胶,高温热解后得到SiC/C/Fe复合材料。第二、向聚碳硅烷中添加钴溶胶,高温热解后得到Co-SiC。  在聚碳硅烷中添加中间相沥青和铁溶胶,热解过程中铁元素可促进碳和β-SiC的结晶。沥青的加入可提高碳化硅的介电损耗,铁溶胶的加入既可以提高介电损耗又可以提高磁损耗。热解温度对吸波性能也有明显的影响,反射损耗随温度先减小,后增加。热解温度为1400℃时,反射损耗达到最低,为-54.1dB。  钴相比铁具有更高的居里温度,更适合应用于高温磁性材料领域,向碳化硅中加入钴溶胶,经历交联、热解过程,得到Co-SiC,研究表明,钴元素的加入有利于促进碳化硅的结晶,提高SiC的磁性,并且能够促进SiC中游离碳的有序排列,从而提高SiC的介电损耗,提高其吸波性能。
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